METABOLISMO DE PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS LIC. NUTRICIÓN – ANALISTA BIOLÓGICO QCA. BIOLÓGICA Bolilla 8 METABOLISMO DE PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS - Digestión de proteínas y Absorción de aminoácidos. - Metabolismo de aminoácidos- Degradación y eliminación de Nitrógeno: Reacciones de Transaminación, Desaminación oxidativa del Glutamato, Desaminación No oxidativa. - Ciclo de la Urea. - Catabolismo del esqueleto carbonado: Aminoácidos Glucogénicos y Cetogénicos. - Funciones precursoras de los Aminoácidos.

la necesidad energética Repasemos….. DEGRADACIÓN DE AMINOÁCIDOS ¿Qué proporción de la necesidad energética cubre? 10% del total (90% restante lo proveen Hidratos de C y Lípidos) ¿Mediante qué procesos ocurre? Transaminación y Desaminación α - cetoácidos amoníaco Esqueletos carbonados Urea Glucosa Cuerpos cetónicos Orina Acetil-CoA, Ciclo de Krebs CO2 + H2O + ATP

AMINOACIDOS CETOGENICOS Y GLUCOGENICOS ¿En qué se pueden convertir los esqueletos carbonados de los Aminoácidos? Aminoácidos Glucogénicos: Los esqueletos carbonados pueden utilizarse para la síntesis de glucosa por gluconeogénesis (Aspártico, Alanina) Aminoácidos Cetogénicos: Los esqueletos carbonados pueden ser convertidos en cuerpos cetónicos (Leucina y Lisina) Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos: Fenilalanina, Tirosina, Triptofano

RUTAS DE DEGRADACION DE LOS CARBONOS PROVENIENTES DE AMINOÁCIDOS Se producen 6 productos diferentes: ACETIL-CoA PIRUVATO OXALACETATO a-CETOGLUTARATO SUCCINIL-CoA FUMARATO GLUCONEOGENESIS TODOS LOS CARBONOS DE LOS AMINOÁCIDOS PUEDEN DEGRADARSE A CO2 EN EL CICLO DE KREBS

Algunos aminoácidos cuando se degradan dan más de un producto: TREONINA TRIPTOFANO FENILALANINA TIROSINA ISOLEUCINA Piruvato, Acetil-CoA, Succinil-CoA Piruvato, Acetil-CoA, Acetoacetil-CoA Acetoacetil-CoA y Fumarato Acetil-CoA, Succinil-CoA

COFACTORES UTILIZADOS EN REACCIONES DE DEGRADACION DE ESQUELETOS CARBONADOS TETRAHIDROFOLATO (FH4): Transferencia de unidades de un carbono (metilo, formilo, metileno, etc.) S-ADENOSILMETIONINA (SAM): Transferencia de metilos. TETRAHIDROBIOPTERINA (BH4): Transportador de electrones

Destino del esqueleto carbonado de los Aminoácidos Treonina Treonina Treonina

AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO TREONINA Treonina aldolasa TRIPTOFANO ACETALDEHIDO GLICINA ACETO ACETILCoA Serina OH-metil transferasa N5N10-Met FH4 PPL FH4 SERINA ALANINA Serina deshidratasa PPL CISTEINA PPL ALT ó GPT 2 pasos Oxidación y transaminación PDH PIRUVATO ACETIL-CoA

DEGRADACIÓN DE Treonina Glicina Serina Aldolasa Ser-HO-metil transferasa Serina deshidratasa PDH GPT Treonina Acetato ALDH FAD+ FADH2 Acetil-CoA Acetato tioquinasa CoA-SH + ATP ADP Glicina Serina Piruvato Acetil-CoA

Destino del esqueleto carbonado de los Aminoácidos

AMINOACIDOS QUE RINDEN OXALACETATO ASPARRAGINA H2O Asparraginasa NH4+ GOT PLP ASPARTATO OXALACETATO a-cetoglutarato Glutamato

Aspartato aminotransferasa Asparaginasa Aspartato aminotransferasa o GOT Asparagina Aspartato alfa-Cetoglutarato Glutamato Oxalacetato

Destino del esqueleto carbonado de los Aminoácidos

Metabolismo de la Fenilalanina y Tirosina Los dos aminoácidos se degradan por la misma vía y dan lugar a fumarato y acetoacetato A partir de Fenilalanina se forma tirosina por ello se la considera aminoácido esencial Fenilalanina también puede transaminar para dar los cetoácidos fenilpirúvico y fenilláctico (vía poco activa)

Alanina Piruvato Fenilpirúvico Fenilalanina Fenilcetonuria Tirosina 4 etapas Fenilpirúvico Aminotransferasa PLP Fenilalanina Fenilcetonuria Fenilalanina hidroxilasa H4B O2 Tirosina Transaminación Descarboxilación Oxidación Hidrólisis Fumarato Tioquinasa Acetoacetato Acetoacetil-CoA Acetil-CoA

Reacción de la Fenilalanina Hidroxilasa TIROSINA H4-biopterina H2-biopterina Dihidropterina reductasa NADP+ NADPH + H+ Oxigenasa de función mixta: -OH y H2O

Reaccion de transaminación de Fenilalanina Segunda ruta del metabolismo de fenilalanina, muy poco utilizada. O= aminotransferasa Fenilalanina + Piruvato Fenilpiruvato + Alanina PLP CO2 Fenilacetato Fenilactato

Fenilcetonuria Si el trastorno se detecta a tiempo puede evitarse el daño cerebral administrando una dieta con bajo contenido de fenilalanina y abundante contenido en tirosina. Es común encontrar alimentos que alertan sobre el no consumo para fenilcetonúricos, por ejemplo, los que contienen como edulcorante el ASPARTAMO, un dipéptido de fenilalanina y aspartato que cuando se hidroliza en el tracto digestivo libera fenilalanina.

DEGRADACION DE TIROSINA Acido homogentísico ALCAPTONA 1,2-dioxigenasa Tirosina ORINA MARRON OSCURO FENILALANINA FUMARATO + ACETOACETATO

ALCAPTONURIA 1859: SE OBSERVA QUE LA ORINA DE LOS ENFERMOS SE PONIA OSCURA CUANDO SE DEJABA AL AIRE SE LLAMA A LA SUSTANCIA : ALCAPTONA FINALMENTE SE IDENTIFICA EL ÁC. HOMOGENTÍSICO LA ENZIMA DEFICIENTE ES : HOMOGENTÍSICO OXIDASA

AMINOACIDOS COMO PRECURSORES EN LA BIOSINTESIS DE AMINAS BIOLOGICAS PROBLEMA N° 10 AMINOACIDOS COMO PRECURSORES EN LA BIOSINTESIS DE AMINAS BIOLOGICAS Muchas de las aminas biológicas formadas por descarboxilación de algunos aminoácidos son sustancias de importancia funcional Para este proceso de síntesis el organismo utiliza piridoxalfosfato (PLP) como coenzima

AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA Histamina, Tiramina, Triptamina. Acido g-aminobutirico (GABA) Catecolaminas (Dopamina, Noradrenalina y Adrenalina) Hormonas Tiroideas Melatonina Serotonina Creatina

SINTESIS DE ALGUNAS AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA Histidina Descarboxilasa (PLP) Histamina Tiramina Tirosina Triptofano Triptamina CO2 Glutamato GABA

La Histamina posee acción vasodilatadora, disminuye la presión sanguínea, colabora en la constricción de los bronquiolos, estimula la producción de HCl y estimula la pepsina en estómago, se libera bruscamente en respuesta al ingreso de sustancias alergenas en los tejidos Tiramina y triptamina son sustancias vasoconstrictoras El Acido γ-aminobutírico (GABA) es un compuesto funcionalmente muy importante es un intermediario químico regulador de la actividad neuronal es inhibidor de la transmisión del impulso nervioso

AMINOÁCIDOS PRECURSORES DE AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA Glutamato Cisteína Glicina Glutatión Glutatión (GSH) Amortiguador de óxido-reducción Colabora en mantener reducidos los –SH de las proteínas Elimina peróxidos tóxicos en condiciones aeróbicas Biosíntesis de Glutatión (animales, plantas, bacterias)

AMINOÁCIDOS PRECURSORES DE COMPUESTOS AMINADOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA Aminoácidos precursores del núcleo de purina (Nucleótidos de Purina)

AMINOÁCIDOS PRECURSORES DE AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA Tirosina Melanina

AMINOÁCIDOS PRECURSORES DE AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA Tirosina Hormonas Tiroideas: Triiodo-tironina (T3) Tiroxina (T4)

SINTESIS DE ALGUNAS AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA

Dopamina, Noradrenalina y Adrenalina Las catecolaminas, Dopamina, Noradrenalina y Adrenalina se producen en el sistema nervioso y en la medula adrenal son vasoconstrictores en algunos tejidos y vasodilatadores en otros aumentan la frecuencia cardíaca son relajantes del músculo bronquial estimulan la glucógenolisis en músculo estimulan la lipólisis en tejido adiposo

FUNCIONES PRECURSORAS DE LOS AMINOACIDOS GLICINA: Purinas, Hemo, Glutatión SERINA: Derivados de folato, esfingosina. METIONINA: SAM GLUTAMINA y GLUTAMATO: GABA FENILALANINA y TIROSINA: Catecolaminas TIROSINA: Tiramina, Melanina, Hormonas tiroideas. TRIPTOFANO: Serotonina, Triptamina, Melatonina, Acido nicotínico.. ARGININA: Oxido Nítrico SERINA Y METIONINA: Acetilcolina HISTIDINA: Histamina. ARGININA, GLICINA Y METIONINA: Creatina

COFACTORES UTILIZADOS EN REACCIONES DE DEGRADACION DE ESQUELETOS CARBONADOS TETRAHIDROFOLATO (FH4): Transferencia de unidades de un carbono (metilo, formilo, metileno, etc.) S-ADENOSILMETIONINA (SAM): Transferencia de metilos. TETRAHIDROBIOPTERINA (BH4): Transportador de electrones

UTILIZACION DE METILOS DE METIONINA EN REACCIONES DE SINTESIS Creatina Colina Adrenalina ARN metilado

FORMACION DE S-ADENOSIL METIONINA (SAM ó AdoMet) PPAL DONANTE DE METILOS

Acción de Vit B12 sobre transporte de grupos metilos METIONINA FH4 CH3 B12 SÍNTESIS DE COMPUESTOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA Metil-FH4 HOMOCISTEÍNA

Bibliografia 1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis. 4- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010).